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La electroreducción de dióxido de carbono (CO2RR) a productos químicos valiosos es una vía prometedora para el almacenamiento de electricidad renovable intermitente. El metano renovable, obtenido a través de CO2RR utilizando electricidad renovable como entrada de energía, tiene el potencial de servir como un combustible o materia prima química carbono-neutral, y es de particular interés dado la infraestructura bien establecida para su almacenamiento, distribución y utilización. Sin embargo, CO2RR a metano aún sufre de baja selectividad en densidades de corriente comercialmente relevantes (>100 mA cm–2). Los cálculos de teoría funcional de densidad aquí revelan que disminuir la cobertura de *CO2 en la superficie de Cu reduce la cobertura del intermediario *CO, y esto favorece la protonación de *CO a *CHO, un intermediario clave para la generación de metano, en comparación con el paso competidor, el acoplamiento C–C. Por lo tanto, perseguimos una estrategia experimental en la que controlamos la disponibilidad local de CO2 en un catalizador de Cu al sintonizar la concentración de CO2 en el flujo de gas y regular la tasa de reacción a través de la densidad de corriente. Como resultado, logramos una eficiencia Faradaica de metano (FE) de (48 ± 2)% con una densidad de corriente parcial de (108 ± 5) mA cm–2 y una eficiencia energética catódica de metano del 20% utilizando un flujo de gas CO2 diluido. Informamos sobre una electrosíntesis de metano estable durante 22 h. Estos hallazgos ofrecen rutas para producir metano con alta FE y alta tasa de conversión en CO2RR y también hacen uso directo de materias primas de CO2 diluido.
Wang et al. (2020) estudiaron esta cuestión.